溪洛渡水电站导流洞边墙衬砌混凝土通水冷却温控研究

为探明导流洞边墙衬砌混凝土出现裂缝的原因,研究进一步采取综合温控措施防裂的有效性和合理性,采用三维有限元法模拟施工过程与温控措施进行仿真计算,用等效热传导方程,将水管冷却的降温作用视为混凝土的吸热,按负水化热处理,在平均意义上考虑水管的冷却效果。通过多方案的综合分析研究,分析边墙衬砌混凝土开浇后开始通水冷却通水时间的长短对水管冷却的效果。根据特定断面的表面点在不同时间的温度应力值,进一步了解溪洛渡导流隧洞边墙衬砌混凝土这一特定工程的温度应力情况,以提供今后隧洞工程衬砌混凝土施工参考采用。因此,对于隧洞衬砌结构施工期的前期温变效应进行仿真分析有着重大的工程意义。

江坪河水电站溢洪洞围岩稳定性仿真分析

以江坪河水电站溢洪洞进口段为工程背景,基于大型有限元分析软件ANSYS,模拟地质地形,包括不同岩层、断层条件,采用弹塑性有限元模型和Drucker-Prager屈服准则,对溢洪洞施工全过程进行非线性数值仿真计算分析,得到了不同岩层围岩的应力和位移分布规律。通过对位移、应力场,特别是拉应力大小、深度的分析,以及塑性区和点安全系数分布等的综合分析,对溢洪洞进口段在开挖未支护和开挖后及时支护两种工况下的稳定性进行了评价。计算结果表明,隧洞进口段围岩开挖未支护时,洞顶下沉位移大,有大面积塑性区和超过岩体抗拉深度的区域,稳定性差。及时支护后,洞顶塑性区和超过岩体抗拉深度的区域减小,稳定性明显提高,但CK2强风化层支护区的点安全系数略大于1.0,且内部仍有小于1.0的区域。因此,建议CK2强风化层加强支护,最好采取钢拱架强支护措施,其结果为设计和施工提供了重要参考。

三峡永久船闸输水洞施工期钢筋应力现场试验研究

三峡水利枢纽永久船闸输水隧洞早期施工的衬砌混凝土,有不少结构段在二分之一长度附近发生了裂缝,而且大多是贯穿性的,严重影响了工程质量和寿命.为此,在三峡水利枢纽永久船闸输水隧洞北一延长段NY9和NY10结构段,进行了浇筑温控混凝土和常规混凝土的衬砌温度与钢筋应力现场试验研究,分析了衬砌中钢筋在施工期的受力情况及其变化发展规律,对钢筋应力与混凝土温度变化的关系进行了深入分析.输水隧洞衬砌混凝土试验结果表明,施工期钢筋的应力一般都不大,在自重应力形成后主要是随混凝土温度而变化.在水化热温升和温降阶段,钢筋一般都处于压应力状态,从而钢筋对于混凝土施工期因温降而产生的开裂不仅不能起到阻碍作用,反而有一定的不利影响.只能在冬季,才会承受一定的拉应力,即只能在裂缝达到相当的宽度后才有一定的限裂作用.为后期施工的输水隧洞衬砌混凝土采取合理的温控防裂措施和经济配筋提供了依据,取得了良好的效果和经济效益.

隧洞开挖引起地下水运动的子模型法数值模拟

基于ANSYS的APDL的二次开发,采用子模型技术处理隧洞开挖后形成的自由面。并以九里湾隧洞为例,分析了隧洞开挖后,隧洞周围孔隙水压力、渗流场流动矢量等分布特征。结果表明,在洞室开挖后形成的自由面所有节点中,洞室的四个角点处的水力梯度较大,其中边墙与顶拱的交叉处节点及边墙在底板稍往上节点处的水力梯度最大,顶拱自由面节点的平均水力梯度最小,为隧洞开挖的排水设计提供了理论依据。

变截面交叉洞室围岩稳定性仿真分析

江坪河水电站放空洞和竖井地质条件复杂,岩层、断层交错,基于大型有限元分析软件ANSYS,采用弹塑性有限元法,对其开挖后的稳定性进行了非线性有限元数值仿真,并根据实际地质情况,模拟了系统锚杆的支护作用.采用Drucker-Prager准则,依据安全系数原理,对洞室不同部位,包括各个不同的岩层稳定性进行了分析,得出了隧洞开挖及支护过程中围岩的稳定性与主应力及其分布规律,并对支护前后洞室围岩的主应力量值和分布深度进行了对比,为洞室开挖的施工过程和开挖后的检测过程提供了重要参考资料.